Boletín de Geología

Editorial

Apendicular remains of an ophthalmosaurid ichthyosaur from the lower Barremian of Villa de Leiva, Colombia

Resumen Se describen por primera vez restos apendiculares de ictiosaurio oftalmosáurido procedentes de la Formación Paja de Villa de Leiva, Colombia, cuya edad se establece como Barremiano inferior. Las características morfológicas del espécimen son consistentes con el género Platypterygius. Las aletas presentan un conjunto de caracteres autopomórficos del zeugopodio no presentes en las especies del género de las que se conocen restos apendiculares: (1) faceta para elemento extrazeugodial anterior en el húmero fuertemente cóncava, dirigida anteriormente y con reborde pronunciado; (2) cúbito con hendiduras pronunciadas en sus superficies anterior y posterior; (3) elemento extrazeugopodial anterior en forma de silla de montar con cuatro facetas articulares; (4) pisiforme masivo y en forma distintivamente subtriangular. A pesar de que la procedencia geográfica y estratigráfica del espécimen estudiado es aproximadamente equivalente a la de P. sachicarum, la ausencia de material comparable impide incluir el espécimen en esta especie. Este estudio constituye el primer reporte de restos apendiculares de Platypterygius para el extremo norte de Sudamérica.

Abstract The appendicular remains of an ophthalmosaurid Ichthyosaur from the Paja Formation in Villa de Leiva, Colombia (Lower Barremian) are here described. The morphological characteristics of the specimen are consistent with the genus Platypterygius. Nonetheless, the forefins of this specimen have a set of autapomorphic zeugopodium characters that differentiate this from other species of the genus whose appendicular remains are known. These include (1) a strongly concave facet for the anterior extrazeugopodial element on the humerus, directed anteriorly with a pronounced flange; (2) ulnar slits in the anterior and posterior surfaces; (3) a saddle-shaped anterior extrazeugopodial element with four facets joints; and (4) a distinctly massive and subtriangular pisiform. While the stratigraphic and geographic origin of the studied specimen is approximately equivalent to P. sachicarum, the absence of comparable material prevents including specimen in this species. This study is the first report of appendicular remains of Platypterygius in northern South America.

Geochemical correlation between oils and rocks of the petroleum system of the Santa Elena peninsula and the gulf of Guayaquil

Resumen El área suroeste de la costa ecuatoriana es una región tradicionalmente petrolera, sin embargo aún no se ha definido cuál es el sistema petrolero reinante en la región. Entre las principales rocas propuestas como generadoras de los crudos del litoral, se encuentran las formaciones Seca y Socorro del Eoceno así como Dos Bocas y Subibaja del Mioceno. Con la finalidad de aportar nuevos elementos al conocimiento de la zona, fueron estudiados tanto crudos como rocas provenientes de campos onshore y offshore, usando técnicas geoquímicas que incluyen cromatografía de gases e isótopos de carbono. Parámetros como el Índice Preferencial de Carbonos (IPC), Pri/ n-C17, Fit/n-C18 y las distribuciones isotópicas, indican que los crudos de los campos onshore están genéticamente diferenciados de los crudos offshore, y se asocian con una roca madre clástica con aporte de materia orgánica mixta, depositada en ambiente subóxico, consistente con la parte distal de un complejo estuarino. Por otro lado, las rocas analizadas son inmaduras térmicamente y con muy bajo potencial generador, por lo que no pueden ser correlacionadas con los crudos analizados, tal y como se venía haciendo tradicionalmente.

Abstract The southeastern of the Ecuadorian coast is a traditionally oil producing region, but the petroleum system has not been defined yet. The proposed main source rocks are Seca and Socorro formations (Eocene) and Dos Bocas and Subibaja formations (Miocene). In order to contribute new elements to the knowledge of the area, both crude and rock from onshore and offshore fields were studied, using geochemical techniques that include gas chromatography and carbon isotopes. Parameters such as the Carbon Preference Index (IPC), Pri/n-C17 and Phy/n-C18 ratios and the isotopic distributions, indicate that onshore oils are genetically differentiated from offshore oils and are associated with a detritic source rock with mixed organic matter, deposited in a suboxic environment, consistent with the distal area of an estuarine complex. On the other hand, the rocks analyzed are thermally immature and with very low generating potential, so that they cannot be correlated with the crude analyzed, as was traditionally done.

Preliminary geochemical study of thermal waters at the Puracé volcano system (South Western Colombia): an approximation for geothermal exploration

Abstract The Puracé Volcano is located in the Cauca department, SW of Colombia, along the Coconucos volcanic chain. This volcano is an interesting target for geothermal exploration, because it is a young caldera-type volcano, with thermal activity (e.g. hot springs and fumaroles). Using hydro-geochemical analyses of hot springs, we determine the type of water, origin and relation with the geothermal system, reservoir temperature, mixing process and finally the potential areas for future exploration. The analyzed water-types are bicarbonate, dilute-chloride, sulphate-chloride, acid-sulphate and heated steam-acid sulfated. The conservative elements, allow to identify the correlation between different springs and to infer commune sources. Moreover, the applied solutes geothermometers for each suitable thermal-water group were used to estimate the reservoir temperature. The Silica geothermometers resulted within a range of 120°C -170°C while those the Cation geothermometers are above these temperatures reflecting values from 160°C to 220°C. However, the Cation geothermometer of low temperature clearly identify another zone of lower temperature. Mixing and recharge processes, were identified through of stable isotopes. Finally, the preliminary geothermal model shows two zones of high enthalpy system (>150°C).

Resumen El Volcán Puracé está ubicado en el departamento de Cauca, al sur de Colombia en la cadena volcánica Coconucos. Este volcán es un interesante target para la exploración geotérmica, ya que es un volcán joven de tipo caldera, con actividad térmica (p.e. aguas termales y fumarolas). Usando análisis hidrogeoquímico de aguas termales, se determinó el tipo de agua, origen y relación con el sistema, temperatura del yacimiento, proceso de mezcla y finalmente las áreas potenciales para futuras exploraciones. Los tipos de agua analizados fueron: bicarbonatadas, cloruradas-diluidas, cloruradas - sulfatadas, acido sulfatadas y aguas sulfatadas con vapor de agua caliente. Los elementos conservadores, permitieron identificar la correlación entre los diferentes manantiales e inferir fuentes comunes. Los geotermómetros de solutos aplicados para cada grupo de agua termal definido, permitieron estimar la temperatura del yacimiento. Los resultados de geotermómetros de Sílice, se encuentran dentro de un rango de 120°C -170°C mientras que los geotermómetros de Cationes están por encima de estas temperaturas reflejando valores de 160°C a 220°C. Sin embargo, el geotermómetro de Cationes de baja temperatura identifica claramente otra zona de menor temperatura. Los procesos de mezcla y recarga fueron dilucidados a través de isótopos estables. Finalmente, el modelo geotérmico preliminar muestra dos zonas de sistema de alta entalpía (>150°C).

Petrology of Acandí´s Batholith and associated bodies in Unguía, Chocó, Colombia

Resumen El Batolito de Acandí es un cuerpo intrusivo con amplias variaciones composicionales (González y Londoño, 2002) que data del Oligoceno (Restrepo y Toussaint, 1976), a su vez intruído por cuerpos subvolcánicos de andesitas, dacitas, y diques de basaltos. Debido a la diferencia composicional de este cuerpo en la cordillera Occidental, se realiza la integración e interpretación de datos del análisis petrográfico, geoquímico e isotópico de muestras recolectadas en la parte norte del Golfo de Urabá entre los municipios de Acandí y Unguía en el departamento de Chocó. En esta zona, las rocas del Batolito son gabros: rocas melanocráticas, masivas, equigranulares de grano fino a medio, subhedrales, de textura fanerítica; y las de los cuerpos subvolcánicos y diques son: rocas leucocráticas, masivas, inequigranulares, de grano fino a medio, subhedrales, con textura porfirítica y rocas melanocráticas afaníticas (basaltos). Petrografía detallada muestra que las rocas del Batolito son compuestas por plagioclasa, piroxenos y anfíboles, como accesorios pirita diseminada, apatita, magnetita e ilmenita. Son rocas holocristalinas, melanocráticas, inequigranulares, subhedrales, de fino a groso granulares, con presencia de texturas ofíticas y subofíticas, con coronas de reacción y zonación en plagioclasas. Las rocas subvólcanicas que intruyen el batólito son basaltos afaníticos, dacitas y andesitas con texturas porfiríticas, con plagioclasa y hornblenda como minerales principales. Son inequigranulares, de tamaño muy fino a grueso, con texturas cúmulo-porfiríticas, vesiculares y amigdulares. Los análisis geoquímicos e isotópicos indican que tanto las rocas del batolito como las de los cuerpos que lo intruyen, son de afinidad subalcalina de la serie calco-alcalina de bajo a medio K, metaluminosas, con enriquecimiento en elementos de tierras raras leves en relación a las tierras raras pesadas. Los datos geoquímicos e isotópicos de Nd y Sr sugieren que estas rocas se forman a partir de procesos en arcos de islas, asociados a zonas de subducción, siendo posteriormente acrecionadas al margen continental.

Abstract The Acandi’s batholith is a large intrusive body with a wide compositional variation (Gonzalez and Londoño, 2002) dating from the Oligocene (Restrepo and Toussaint, 1976), and intruded by subvolcanic andesites and dacites bodies and basalt dikes. Due to the compositional difference of this body in the Western Cordillera, it is performed integration and interpretation of new petrographic, geochemical and isotopic data from samples collected in the northern Gulf of Urabá between the towns of Acandí and Unguía it is done in Choco department. For this area, batholith rocks are gabbros: melanocratic rocks, massive, equigranular fine to medium grained, subhedral, phaneritic texture; and the subvolcanic bodies and dikes are: leucocratic, massive and inequigranular rocks, fine to medium grained, subhedral, with sporphyritic texture and aphanitic melanocratic rocks (basalts). Detailed petrography shows that the rocks from the Batolith are constituted by plagioclase, pyroxene and amphibole, with disseminated pyrite, apatite, magnetite and ilmenite as accessory phases. The batholith rocks are holocrystalline, melanocratic, inequigranular, subhedral, from fine to granular roughly, with the presence of ophitic and subophitic textures, with reaction rings (coronas) and zoning in plagioclase. The intrusive subvolcanic rocks that crosscut the Batholith are afanitic basalts, dacites, and andesites with porphiritic textures, having plagioclase and hornblende as main minerals. They are inequigranular, very fine to coarse grained, with glomeroporphyritic texture and also vesicular and amygdular textures. Geochemical and isotopic analyses indicate that both batholiths and intrusive rocks are sub-alkaline from the calc-alkaline series of low to medium K, metaluminous with light rare earth elements enrichment in relation to the heavy rare earth elements. The geochemical and Nd and Sr isotopic data suggest that these rocks are formed in island arcs, associated with subduction zones, being later added to a continental margin.

Explosibility risk evaluation of the methane gas in coal underground mining, case Sinifaná basin, Colombia

Resumen El metano asociado al carbón es un gas que potencialmente genera riesgos de explosión en labores de minería subterránea. Este gas es explosivo cuando se encuentra dentro de un rango del volumen entre 5% y 15%, por lo que es de gran importancia realizar monitoreos constantes de las concentraciones. El punto más crítico de la actividad minera es el arranque de carbón ya que es el momento donde se hace una mayor perturbación de este ocasionando la liberación del gas. Se realizaron mediciones de concentraciones de metano durante el arranque en minas a lo largo de la cuenca del Sinifaná, a partir de las cuales se realizaron perfiles y correlaciones para determinar los factores más influyentes para las acumulaciones de gas y por ende explosiones, además se muestran correlaciones entre factores como la ventilación y las ubicaciones geográficas de las minas siendo las primeras las más influyentes al presentarse concentraciones de un 30% más altas en minas sin ventilación.

Abstract Coal-Bed Methane (CBM) has the risk to generate explosions when its volume is between 5% and 15%, so it is very important to perform a routine monitoring of its concentrations during mining activities. The most critical point of the coal mining is the digging because it is the moment when the perturbation of CBM occurs, causing its release. Were performed measurements of methane concentrations during the digging in mines along the Sinifaná basin, from wich were performed profiles and correlations to determine the most influential factors for gas accumulations and explosions. Also, they were performed correlations between factors of ventilation and geographical locations of the mines, being the first the most influential it presenting concentrations of 30% higher in mines without ventilation.

Geological, isotopic and structural characteristics of Los Mangos lode gold type deposit, Antioquia-Colombia

Resumen La mina Los Mangos es un depósito vetiforme encajado en una zona de cizalla sinestral con deformación frágil-dúctil que generó milonitización de la roca encajonante, estructuras sigmoidales, boudinage y contactos veta-caja reactivados con presencia de salbanda (gouge). Se observaron al menos dos etapas de mineralización: la primera caracterizada por Qz + Py ± Au y la segunda etapa por Qz + Py + Cpy + Gn + telururos de Au-Ag (silvanita y hessita) + telururos de Pb (altaita) + telururos de Au (calaverita) + telururos de Hg (coloradoita). Las alteraciones hidrotermales y la asociación paragenética observada permite sugerir que especies como H2S o HS- fueron dominantes en los fluidos mineralizantes y en consecuencia, el complejo Au(HS)- 2 fue probablemente el ligante y el medio de transporte del Au. La presencia de texturas de recristalización tipo Bulging permitieron inferir condiciones de temperatura bajas (<350°C) y condiciones de deformación frágil-dúctil. Los valores isotópicos de δ18O en moscovitas hidrotermales varían entre +11,5 y +12,9%o, los valores de δD varían entre -58,5 y -63,4%o y los valores de azufre δ34S en pirita varían entre +3,0 y +1,0%o. Los valores de δ18Oagua varían entre +10,6%o y 12,0%o y los valores de δDagua varían entre -43,4%o y -38,5%o. Estos valores isotópicos de δ18O, δD y δ34S muestran una afinidad magmática y/o metamórfica para el fluido mineralizante. Las características geológicas del depósito, incluyendo control estructural, mineralogía, roca encajante, alteración hidrotermal, estilo de mineralización y composición isotópica de δ18O, δD y δ34S, indican que el depósito en la mina Los Mangos es compatible con el modelo de depósitos de oro orogénico (Orogenic Gold Deposits) del subtipo: Depósitos de Filones Auríferos Hospedados en Granitoides (Granitoid-Hosted Lode-gold Deposits).

Abstract Los Mangos is a shear-zone hosted lode gold type deposit with brittle-ductile deformation, which produced wallrock mylonitization, sigmoidal structures, boudinage and reactivation of vein-wallrock contact. At least two mineralization events were identified: Qz + Py ± Au for the first stage and Qz + Py + Cpy + Gn + Au-Ag tellurides (silvanite and hessite) + Pb tellurides (altaite) + Au tellurides (calaverite) + Hg tellurides (coloradoite) for the second stage. Hydrothermal alteration and paragenetic association suggest that H2S or HS- were the predominant sulfur species in ore fluids and, in consequence Au(HS)- 2 was likely the gold-transporting complex. Recrystallized quartz textures suggest low temperature (<350°) and brittle-ductile conditions. The δ18O values of hydrothermal muscovite are +11,5 to +12,9%o, the δD values are -58,5 to -63,4%o and the δ34S values of pyrite are +3,0 and +1,0%o. The δ18Owater values are +10,6%o to +12,0%o and the δDwater values are -43,4%o and -38,5%o. These isotopic values are compatible with a magmatic and/or metamorphic origin for the ore fluids. These geological characteristics including structural controls, nature host-rock, hydrothermal alterations, mineralization style and isotopic composition of δ18O, δD and δ34S suggest that Los Mangos lode type deposit is compatible with the Orogenic Gold Deposits of Granitoid-Hosted Lode-gold Deposits subtype.

Possibilities for CO₂ capture and storage (CCS) in Colombia - case Tauramena (Casanare)

Resumen Los efectos antropogénicos sobre el clima pueden ser mitigados a través de diversas medidas, entre ellas la captura de CO2 en medios geológicos (CCS). Las estructuras geológicas para captura de CO2 realmente no necesitan ningún desarrollo tecnológico importante, porque la tecnología se ha desarrollado y aplicado por la industria energética para exploración y producción de hidrocarburos. El reto está más bien en identificar los mejores métodos y sitios para captura y almacenamiento de CO2 a largo plazo. Existen algunas formas para el almacenamiento de CO2 en medios geológicos, entre los que se destacan: utilización en operaciones de recobro mejorado EOR, eliminación en reservorios depletados de petróleo y gas, almacenamiento en capas donde se ha explotado el gas asociado al carbón (CBM), inyección en acuíferos salinos profundos y almacenamiento en cavernas de sal. Son varios los criterios a tener en cuenta al evaluar el potencial de una cuenca sedimentaria de almacenamiento de CO2: su ajuste tectónico y geológico, el régimen geotérmico de la cuenca, el régimen hidrodinámico de aguas de formación, el potencial de hidrocarburos y madurez de cuenca, los aspectos económicos relativos al acceso, infraestructura y las condiciones sociopolíticas. En la cuenca de los Llanos (Tauramena, Casanare) existen las condiciones para la implementación del método de almacenamiento de CO2, dada la presencia de varios miembros de la formación Carbonera con buenos espesores y permeabilidad, y adicionalmente cuenta con el sello regional de la Formación León y el desarrollo de tecnologías en la industria de los hidrocarburos, favoreciendo la selección de esta cuenca para posibles proyectos pilotos y posterior aplicación comercial del método CCS.

Abstract The anthropogenic climate effects can be mitigated through various measures, including the capture of CO2 in geologic structures (CCS). Geological structures for sequestration of CO2 do not really need any important technological development, because the technology has been developed and applied by the energy industry for hydrocarbons exploration and production. The challenge is rather to identify the best methods and sites to capture CO2 for long term storage. There are some ways for CO2 storage in geological media, among them: use in EOR operations, elimination in depleted reservoirs of oil and gas, storage in layers where the coal bed methane (CBM) has been desorbed, injection in deep saline aquifers and storage in salt caverns that have been exploited. There are several criteria to consider when evaluating the potential of a sedimentary basin of storage of CO2: its tectonic and geological setting, the geothermal regime in the basin, the hydrodynamic flow regime, the potential for hydrocarbons and maturity of basin, economic aspects related to access, infrastructure, and socio-political conditions. The conditions for the implementation of the method of storage of CO2 in the Llanos basin (Tauramena, Casanare) are favorable due to the presence of several members of the Carbonera formation with good thickness and permeability; additionally, the presence of the overlaying regional seal of the León formation, and the development of technologies in the hydrocarbon industry, favoring the selection of this basin for potential pilot projects and subsequent commercial implementation of the CCS method in the basin.

Geology and geochronology of the outcropping lithologies in the Mogotes-San Joaquín section (SW sector of the Santander Massif)

Resumen En el sector SW del Macizo de Santander (concretamente en el área de los municipios Mogotes y San Joaquín) afloran rocas Paleozoicas (con y sin metamorfismo), las cuales han sido agrupadas y cartografiadas como parte de la Formación Floresta (de edad Devónico). Estudios realizados en el marco del presente trabajo, muestran que ésta formación puede ser dividida en al menos tres miembros: (a) un miembro basal con foliación metamórfica (compuesto principalmente de rocas de aspecto filítico de grano fino a ligeramente conglomeraticas, de composiciones cuarzosas-pelíticas) con edades U-Pb en zircones detríticos de 410 Ma (Devónico Temprano); (b) un miembro medio sin evidencias de metamorfismo (compuesto mayoritariamente de areniscas y lodolitas) con edades U-Pb en zircones detríticos en torno a 372 Ma (límite Devónico Medio-Tardío) y; (c) un miembro superior (predominantemente lodolítico), el cual no pudo ser datado por dificultados para encontrar y concentrar sus zircones detríticos (probablemente de edad Devónico Tardío?). Con base en las máximas edades estratigráficas obtenidas (derivadas de las edades U-Pb en zircones detríticos ya mencionadas), se propone correlacionar temporalmente el miembro basal con la Formación Tíbet y el miembro medio con la Formación Floresta. Aunque el miembro superior no ha podido ser datado, se infiere que éste podría correlacionarse temporalmente con la Formación Cuche (unidades descritas en el Macizo de Floresta). Estratigráficamente por encima de las rocas Devónicas antes referidas, se observan capas relativamente restringidas de areniscas calcáreas y abundantes calizas, margas y lodolitas. Con base en estudios paleontológicos previos y edades U-Pb en zircones detríticos aquí obtenidas (en rocas lodolíticas de la parte superior de éste registro sedimentario; pico de edades en torno a 288 Ma), es posible sugerir que éstas rocas se correlacionan con la unidad denominada ‘Paleozoico del Rio Nevado’ (consideradas de edad Carbonífero-Pérmico).

Abstract In the southwestern of the Santander Massif (specifically in the area of Mogotes and San Joaquín towns) outcrop Paleozoic rocks (with and without metamorphism), which have been grouped and mapped as part of the Floresta Formation (Devonian in age). Studies carried out in the framework of this work show that this formation can be divided at least into three members: (a) a basal member with metamorphic foliation (composed mainly of fine-grained and slightly conglomeratic phyllite-like rocks, quart-pelitic in composition) with detrital zircon U-Pb ages of 410 Ma (Early Devonian); (b) a middle member with no evidence of metamorphism (composed mostly of sandstone and mudstone) with detrital zircon U-Pb ages around 372 Ma (Late-Middle Devonian boundary) and; (c) an upper member (predominantly mudstone), which could not be dated by difficulties to find and concentrate their detrital zircons (probably late Devonian in age?). Based on the maximum stratigraphic ages here obtained (derived from the detrital zircon U-Pb ages already mentioned), it is proposed to correlate (in time) the basal member with the Tibet Formation and the middle member with the Floresta Formation. Although the upper member could not be dated, it is inferred that this could be temporarily correlated with the Cuche Formation (units described for the Floresta Massif). Stratigraphically above the Devonian rocks (previously referred), layers of calcareous sandstones (relatively restricted), abundant limestones, calcareous mudstones and mudstones are observed. Based on previous paleontological studies and detrital zircon U-Pb ages here reported (in mudstones of the upper part of this sedimentary record, with a peak age around 288 Ma), it is possible to suggest that these rocks correlate with the unit called ‘Paleozoic of the Nevado River’ (considered Carboniferous-Permian in age).